Idea
Olin pitkään ajatellut taivaskameran hankkimista. Ongelmana on ollut meidän ja naapuriemme komeat koivut, jotka mukavasti kesäisin pitävät tontit viileämpinä. Ja estivät muun muassa aurinkopanelien hankkimisen muutama vuosi sitten. Siksi myös oletin taivaskameran olevan hukkasijoituksen.
Kesällä seurasin netistä kahtakin esitelmää taivaskameran rakentamisesta, joissa tuotiin esille Raspberry Pin käyttäminen ja vakuuttavalta tuntuva ohjelmisto sen käyttämiseen.
Niiden perusteella ajattelin, että oikeastaan meillä on itään ja länteen melko esteettömät näkymät sekä etelään ja pohjoiseen puista huolimatta ainakin noin 30 – 40 asteen korkeudelta eteenpäin. Ehkä siinä olisikin mahdollisuus ja myös syy opetella Raspberryn käyttöä lisäsi houkuttelevuutta. Ehkä sillä myös saisi seurattua kirkkaampia muuttujatähtiäkin.
Raspberry Pi
Joskus heinäkuussa lähdin suunnittelemaan tarkemmin ja ensimmäinen tilaus, Raspberry Pi malli 4 aloituspaketti, lähti 8. elokuuta. Lisäsin tilaukseen myös kameran, laajakulmalinssin, virtalähteen ja ethernetkaapelin. Mutta sitten kävi ilmi, että lähetys viivästyy linssin odottamisen vuoksi. Meni muutama viikkoa, ja nyt kaapeli (jonka olisin hyvin voinut ostaa täältä) viivästytti lähetystä. Annoin hieman palutetta, kuinka hyvin hoitavat myyjät kiltisti lähettävät saatavilla olevat eteenpäin ja toimittavat oman varastohoidon pettämisen vuoksi jälkilähetyksenä puuttuvat osat. Niinpä sain lähetyksen 21. syyskuuta.
Siinä sitten alotin Raspberryn opettelun ja taivaskameran asentamisen suunnittelun. Muutamassa päivässä pääsinkin aika pitkälle ja asensin kanadalaisen Thomas Jacquinin AllSky-ohjelmiston. Ja kohta ruudulla näkyikin laajaa kuvaa työhuoneesta ;).
Lokakuun alkupuoli menikin sitten asentamisen miettimisessä. Vaikka meillä on keskuspölynimurin kautta hyvä yhteys välipohjan läpi ja sieltä katolle, ei se kuitenkaan tuntunut hyvältä ratkaisulta. Kamera ei kuitenkaan olisi heti täysin toimintakunnossa ja tässä iässä lukuisat liikkumiset katolle tuntuivat enemmän kuin riskialtteilta.
Linssin polttoväli on 2.7 mm, jolla se ei kata koko taivasta. Toiseen suuntaan valmistaja ilmoittaa näkökentäksi 140° ja toiseen 102,6°. Eli sen pitäisi näyttää taivas 20 asteen korkeudelta toisesta suunnasta ja 39.2° asteen korkeudelta toisesta suunnasta. Ja anturin halkaisijalla pitäisi löytyä liki 180°.
Raspberry Pi toimii tasavirralla ja ja käyttämällä Power over Ethernet (PoE) tekniikkaa voidaan ethernet-lähiverkkoon yhdistetylle laitteelle järjestää virransyöttö saman kierretyn parikaapelin avulla, jota laite käyttää verkkoliikenteeseen. Kaapeloinnin yli 13 W:n laitteelle on oltava vähintään tasoa CAT5 tasoa. Niinpä hankin vielä piirilevyn päälle tuulettimen sisältävän virranjakajan (HAT+Poe), jolla sain ethernetkytkennällä virrat kameraan.
Kotelo ja linssi
Lopulta päädyin hankkimaan hieman Raspberryä isomman, suorakulmaisen sähkökotelon, jonka kanteen porasin kameraa varten reiän. Kaikissa näkemissäni taivaskameroissa on akryylikuvut itse linssin ja elektroniikan suojaamiseksi. Hetkisen harkitsin jättää kuvun pois, mutta hankin kuitenkin 25 mm halkaisijaltaan olevan kuvun ja asensin sen huolella kumiseen eristysmattoon, jonka kiinnitin ilmastointiteipeillä kotelon päälle. Kamera on kiinnitetty kotelon kanteen ja lattakaapeli taittuu kuin taittuukin Pi:n ja Hat:n välistä. Varovainen saa olla, mutta kytkentä tuntuu kyllä kestävän käsittelyä.
Kotelo on nostettu metrin verran räystään yläpuolelle talon seinään kiinnitetyllä antennitangolla. Tällä asennuksella on helppo käsitellä taivaskameraa, sen suuntausta ja huoltamista.
Suuntauksen tarkistus
Olin melkein neljäkymmentä vuotta ollut siinä uskossa, että talomme pituusakseli on melko tarkalleen itä-länsisuunnassa. Ja olin asettanut useamman lainateleskoopin puhelimen kompassiäpin avulla ja huomannut näin suunnilleen olevan. Taivaskameraohjelmiston peittokuvaa sovittaessani huomasin Pohjantähden ja Pienen karhun poikkeavan selvästi tästä pääsuunnasta. Sitten selvisi, että olikin huomioitava Lappeenrannassa vaikuttava suuri eranto kompassia käytettäessä. Eli karttapohjoinen onkin 10,6° lännen suuntaan. Kun Googlesta katselin talomme sijoitusta, oli ero vieläkin suurempi eli liki 20°.
Ja kuinka ollakkaan, peittokuvaa kääntämällä 18 astetta vastapäivään, ongelmaa ei enää ollut.
Huomasin myös, että suurimmat puut olivat kuvan kulmissa, joissa näkökenttä on laajin, kun taas keskialueella taivas oli selkeämpi. Kääntämällä kameraa 45° sain talteen hyödyllisemmän taivaan ja vaihdoin fyysisistä maskeista ohjelmistopohjaisiin päällekkäisyyksiin.
Sään kestävyys
Toivoin pitäväni kosteuden poissa, mutta muutaman viikon kuluttua näin selkeitä vesijäämiä kuvun sisällä – todennäköisesti asennuksen aikana kertyneen ilmankosteuden aiheuttamaa kondensaatiota. Pääkotelo pysyi kuivana. Sisälämpötila on yli 40 °C korkeampi kuin ympäristön lämpötila suorittimen vuoksi.
Pieni kupu jättää vähän tilaa lämmittimelle ja tarvitsisi lämpötila- ja kosteusanturin säätöä varten. Sen sijaan laitoin kamerakiinnikkeen kiilalevylle siten, että kannen ja kameralevyn väliin jää 1 mm:n rako, jotta ilma pääsee kiertämään kupukotelon ja laatikon välillä tuulettimen avulla. Katsotaan, riittääkö se. Lisäsin myös absorptiokiteitä tuuletetussa pilleripullossa.
Linssin tarkennus
Objektiivi tarkentaa kiertämällä; "putkessa" on erittäin ohut lanka. Ehkäpä erittäin laajan kuvakentän vuoksi kriittinen tarkennusalue on erittäin kapea. Ohjelmisto raportoi tarkennusmittarin, joka on huipussaan hieman yli 200.
Tarkennusarvo riippuu valaistuksesta, joten suhteellisten arvojen seuraaminen on avainasemassa. Alla on tarkennuksen vaihtelu, kun käänsin objektiivia yhden täyden kierroksen kerrallaan.
Näkyvä taivas
Olin aiemmin melko skeptinen asuinalueemme kuvakenttän laajuuteen ja tähdistön peittokuvan avulla pystyin tekemään luonnoksen taivaskameramme korkeuskulmista.
Lounaassa yksi iso koivu rajoittaa näkymän alkamaan noin 55 asteen korkeudelle ja koillisessa metsän puut nousevat 40 asteen korkeudelle. Mutta toisaalta luoteessa ja kaakossa taivas alkaa jo 15 asteen korkeudelta. Kaiken kaikkiaan puusto peittää noin neljänneksen kuvakentästä.
Käyttökokemuksia
Kamera päivittyy kahden minuutin välein yöllä ja neljän minuutin välein päivällä. Vasemmalla olevasta valikosta voit vaihtaa tähtikuvion päällekkäiskuvan, katsella yön aikaviivekuvaa, ottaa tähtivanakuvan (vaatii todella kirkkaan yön), luoda tähtigrammin, ladata nykyisen kuvan ja näyttää tietopaneelin.
Taivaskamera on mukana Thomasin Allskykameroiden maailmankartalla, josta voi käydä tutustumassa muihinkin kameroihin. Niitä on sivustolla sen verran, että pitäisi päästä näkemään tähtiä ajasta riippumatta.
Rakentamisen risut ja ruusut
Olisin voinut suunnitella pidempään ja kysyä neuvoa muilta tarkkailijoilta. YouTube auttoi paljon ja Raspberry Pi:n käytön aloittaminen sujui enimmäkseen sujuvasti, mutta Pi:n vakiodokumentaatio antoi vain suppean kuvan käyttöjärjestelmän käytöstä, joten aluksi pystyin ohjaamaan kameraa vain AllSky-käyttöliittymän kautta. Tarkennusta kokeillessani 15 sekunnin päivityssykli tuntui hitaalta ja pakotti minut kirjoittamaan kaiken muistiin – mikä myös teki hyviä muistiinpanoja.
Opin kyllä ohjaamaan videon suoratoistoa, mutta kaistanleveys heikensi laatua huomattavasti, joten hylkäsin sen. Talven tullessa kaduin hetken, etten rakentanut putkimaista kameraa: laatikko kerää enemmän lunta. Toisaalta valittu antennimastokiinnike toimii hyvin: lumen puhdistaminen tai laatikon purkaminen huoltoa varten on helppoa.
Ensimmäisen kunnon lumimyrskyn jälkeen suurin osa lumesta joko lensi pois tai suli lämpimän kannen päälle. Aika näyttää, kuinka paljon huoltoa tarvitaan. Rikun kerrotaan rakentaneen kameransa noin 200 eurolla. Minun hintani oli lopulta noin kaksinkertainen: Pelkkä Raspberry, kamera ja objektiivi maksoivat lähes 250 euroa; akryylikupu, jäähdytystuuletin ja kiinnitysosat lisättiin suunnilleen saman verran.
Esittelin projektin Novan marraskuun kokouksessa; se herätti vilkasta keskustelua, ja julkaisin ensimmäisen osan tästä artikkelista heti. Olen erittäin iloinen, että otin projektin hoitaakseni.
Kokemukset kahden vuoden jälkeen
Laite toimi erinomaisesti kahden vuoden ajan, mutta lokakuussa 2025 siinä alkoi ilmetä ongelmia. Se kyllä lähti uudelleen käynnistyksen jälkeen toimimaan, mutta kuva katkesi muutaman tunnin sisään. Lopulta hain kameran alas ja se odottaa huoltoa.